本发明涉及多循环式复合型生物反应器及其工艺，所述多循环式复合型生物反应器包括厌氧区、缺氧区、第一同步区、第二同步区、第一好氧区和第二好氧区。所述多循环式复合型生物反应器的工艺采用多循环设计和复合型泥膜共生设计，包括缺氧/厌氧区循环、同步区内循环、好氧区内循环、缺氧区/好氧区混合液回流循环和污泥回流循环，有利于反硝化除磷菌的富集和同步硝化反硝化的实现，提高脱氮除磷效率，运行能耗低，控制方式灵活。